Гідротермальна гіпотеза Передумови, що вона складається і критики



The гідротермальна гіпотеза має на меті пояснити примітивні умови, в яких виникли перші форми життя на планеті Земля, запропонувавши в якості основного сценарію гарячі джерела, розташовані в глибині океанів.

Серія джерел термальних вод була розташована з температурами, що досягають 350 ° C, де проживає серія фауни, характерної для цих умов, таких як двостулкові молюски, черв'яки, ракоподібні, порфіри і деякі голкошкіри (морські зірки та їх родичі)..

Це свідчить про те, що глибинні океанські середовища, ймовірно, були адекватними для виникнення життя, і перші форми життя були хемоавтотрофними мікроорганізмами..

Крім того, кипляча вода населяє серію хемосинтетичних бактерій, які витягують свою енергію з сірчистих речовин, які мають величезну кількість у цьому середовищі.

Хемосинтетичні бактерії мають функції виробників в екосистемах, будучи основою харчового ланцюга, аналогічної ролі рослин у типових екосистемах.

Ідеї, пов'язані з гідротермальною гіпотезою, почали з'являтися на початку 1977 року, коли дослідник Корліс зробив прямі спостереження в гідротермальних системах, розташованих на Галапагоських островах..

Індекс

  • 1 Передумови та альтернативні теорії
    • 1.1 Панспермія
    • 1.2 Абіотичні моделі
    • 1.3 Світ РНК
  • 2 З чого він складається??
  • 3 Критика теорії
  • 4 Посилання

Антецеденти та альтернативні теорії

Протягом кількох десятиліть дослідники запропонували десятки теорій, які претендують на пояснення походження життя та сприятливого середовища, в якому вона була розроблена. Як виникло життя, було одним з найстаріших і найбільш суперечливих наукових питань.

Деякі автори підтримують первинне походження метаболізму, тоді як їх опоненти підтримують генетичне походження.

Панспермія

У середині 1900-х років відомий вчений Арреніус запропонував теорію панспермії або космологічної теорії. Ця ідея підвищує походження життя завдяки приходу просторових мікроорганізмів з планети, де раніше існувало життя.

Логічно, що космологічна теорія не дає ідей, які б вирішували цю проблему, оскільки вона не пояснює, як позаземне життя виникла на згаданій гіпотетичній планеті..

Крім того, не дуже ймовірно, що мікроскопічні сутності, які колонізовані пребіотичні середовища пережили умови простору, поки вони не досягнуть планети Земля.

Абіотичні моделі

Абіотичні моделі передбачають, що життя виникла з "мікроструктур" як форми переходу між органічними молекулами і першими формами життя. Серед основних захисників цієї теорії - Опарін, Сідней В. Фокс і Альфонсо Ф. Еррера.

На думку Опаріна і Халдеана, коацервати є пробіонтами-попередниками життя, відокремленими плазматичною мембраною, що дозволяє взаємодіяти з їх оточенням. На думку авторів, вони виникли перед молекулами, які передають генетичну інформацію: ДНК або РНК.

Зі свого боку, Стенлі Міллер і Гарольд Юрій зуміли побудувати геніальну систему, яка наслідувала "первісну атмосферу життя". Компоненти, наявні в гіпотетичній атмосфері, дуже відрізняються від існуючих, здатні синтезувати органічні молекули, необхідні для життя (наприклад, амінокислоти), коли застосовувалися тепло і напруга.

Фокс вдалося отримати мікросфери розміром, подібним з бактеріями, піддаючи амінокислоти джерелом тепла.

Таким же чином, інші дослідники досягли синтезу органічних молекул, використовуючи неорганічні молекули як сировину, пояснюючи таким чином походження життя з абіотичного середовища..

Світ РНК

Інша позиція походження життя постулює як головна подія появи молекул, які містять генетичну інформацію. Кілька авторів захищають походження життя від РНК і стверджують, що ця молекула служила одночасно шаблоном і каталізатором.

Найбільшим доказом є існування рибосом, молекул РНК, здатних каталізувати реакції, і в той же час зберігати інформацію в їх нуклеотидної послідовності..

З чого вона складається??

Гідротермальна гіпотеза пропонує ці екстремальні водні середовища як відповідне місце для синтезу органічних сполук, які призвели до походження живих організмів на Землі.

Автори цієї теорії базуються на скам'янілостях архей, сучасних системах підводних гідротермальних отворів, теоретичних і експериментальних спостереженнях..

Гідротермальні системи характеризуються високими енергетичними потоками, сильно редукуючим середовищем і великою кількістю мінеральних глин, які є ідеальними поверхнями для каталітичних реакцій. Крім того, він має високі концентрації СН4, NH3, H2 і різних металів.

Гіпотеза складається з послідовного перетворення СН4, NH3, H2 в амінокислотах ці в білках, а потім у більш складних полімерах, поки не буде досягнуто структурованого метаболізму і живих організмів.

При дослідженні скам'янілостей в докембрійських породах, структури, що нагадують клітини, що належали від 3,5 до 3,8 млрд. Років тому, були знайдені в гідротермальних підводних об'єднаннях..

На відміну від попередніх гіпотез, гідротермальна гіпотеза пропонує тепло, як джерело енергії, а не УФ-промені та електричні розряди, такі як модель «первинного супу». Крім того, ця модель пропонує існування екологічних градієнтів з точки зору температури, рН та хімічної концентрації.

Критика до теорії

Хоча гідротермальна гіпотеза має кілька достовірних аргументів, вона не є загальноприйнятою. Однією з критик походження життя в джерелі термальної води є невідповідність і відсутність інформації про геологічні моделі пребіотичної ери..

Крім того, незамінні молекули для розвитку життя - такі як нуклеїнові кислоти, білки та мембрани - стикаються з їх негайним руйнуванням через високих температур гідротермальних середовищ..

Однак, ймовірно, що перші форми життя були термостабільними, подібними до термофільних організмів, які сьогодні населяють екстремальні середовища..

З іншого боку, виникає ще один недолік, пов'язаний з концентрацією компонентів. Малоймовірно, що життя могло розвиватися в просторах пребіотичних океанів, де біомолекули були б дуже розбавлені і розсіяні.

Для того, щоб середовище було придатним для походження життя, воно повинно сприяти взаємодії між молекулами, щоб вони утворювали більш складні сутності; Не розбавляйте їх, як би в океанських глибинах.

Прихильники гідротермальної теорії припускають, що життя може виникнути в обмежених областях, які перешкоджали б розведенню новоутворених молекул, таких як кратери.

Список літератури

  1. Chatterjee, S. (2016). Симбіотичний погляд на походження життя на гідротермальних кратерах-озерах. Фізична хімія Хімічна фізика, 18(30), 20033-20046.
  2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Гіпотеза про відносини між підводними гарячими джерелами і походженням життя на землі. Oceanologica Acta, Спеціальний випуск.
  3. Holm, Н.G. (1992). Чому гідротермальні системи запропоновані як правдоподібні середовища для походження життя? В Морські гідротермальні системи та походження життя (с. 5-14). Шпрингер, Дордрехт.
  4. Jheeta, S. (2017). Краєвид виникнення життя. Життя, 7(2), 27.
  5. Lanier, K.A., & Williams, L.D. (2017). Походження життя: моделі та дані. Журнал молекулярної еволюції, 84(2), 85-92.